日本断供韩国半导体材料,国产替代迎历史性机遇

日本断供韩国半导体材料,国产替代迎历史性机遇,第1张

据日本媒体报道,日本政府将于7月1日宣布限制三种日产半导体材料的对韩出口,此举是日方对韩国“强征劳工”案的反制措施之一。三种材料分别是用于电视和智能手机面板上使用的氟聚酰亚胺、半导体制作过程中的核心材料光刻胶和高纯度半导体用氟化氢。

日本占全球氟聚酰亚胺和光刻胶总产量的90%,全球半导体企业70%的氟化氢需从日本进口。日本对韩国实施出口管制后,韩国半导体企业和面板企业三星和LG等公司将受到冲击。另一方面,国产光刻胶有望迎来机会。

相关公司方面,据选股宝主题库(xuangubao.cn)光刻机板块显示,

晶瑞股份:参股公司苏州瑞红是国内光刻胶龙头之一;公司是国内最早规模化生产光刻胶的企业之一,在国内率先实现目前集成电路芯片制造领域大量使用的核心光刻胶的量产

南大光电:参股公司北京科华开发的248nm光刻胶目前已通过包括中芯国际在内的部分客户的认证

强力新材:公司从事半导体KrF光刻胶用光酸、光酸中间体以及聚合物用单体的生产及销售,光酸中间体已商业化量产,光酸及单体已向主要KrF光刻胶企业认证,销售。

更多公司见光刻机板块显示,

*风险提示:股市有风险,入市需谨慎

《科创板日报》(上海,研究员 何律衡)讯, 近期,以氮化镓、碳化硅为首的第三代半导体材料在A股市场引领了一波 科技 股回暖的热潮,引发市场对功率半导体的瞩目。与此同时,在该领域走在全球前列的日本,却已向号称第四代半导体的氧化镓展露了野心。

据日本媒体最新报道,日本经济产业省(METI)正准备为致力于开发新一代低能耗半导体材料“三氧化镓”的私营企业和大学提供财政支持,METI将为明年留出大约2030万美元的资金,预计未来5年的投资额将超过8560万美元。

在此基础上,第三代半导体材料由于普遍具有直接禁带结构,且禁带宽度更大、电子饱和漂移速度更高等特点,被越来越多地应用到功率半导体上。

在这其中,碳化硅和氮化镓当前应用最为广泛,前者具有宽禁带、高临界击穿电场、高饱和电子迁移速度和高热导率等特性,已在新能源 汽车 的电源管理中有所应用,后者则具有宽禁带、高饱和电子漂移速度、高电子迁移率等物理特性,在消费电子快充产品上得以应用。

而氧化镓被认为是继碳化硅和氮化镓之后的“第三代用于功率元件的宽禁带半导体”。这种材料最初计划用于LED(发光二极管)基板、深紫外光(Deep Ultra Violet)受光素子等,在近十年才被应用于功率半导体方向,继而引发全球研发的热潮。

研究表明,氧化镓的禁带宽度为4.9eV,超过碳化硅、氮化镓等材料,采用禁带更宽的材料可以制成系统更薄、更轻、功率更高的功率器件;击穿场强高于碳化硅和氮化硅,目前 β-Ga2O3 的击穿场强可以达到 8MV/cm,是碳化硅的两倍。

中银证券分析师赵琦3月27日报告指出,氧化镓更有可能在扩展超宽禁带系统可用的功率和电压范围方面发挥作用,其中最有希望的应用可能是电力调节和配电系统中的高压整流器,如电动 汽车 和光伏太阳能系统。

不过,氧化镓的导热率低,散热性能差是限制氧化镓市场运用的主要因素。氧化镓的热管理研究是当前各国研究的主要方向。赵琦认为,如若未来氧化镓的散热问题被攻克,氧化镓将是未来高功率、高压运用的功率半导体材料的有力竞争者。

据外媒报道,今年4月,美国纽约州立大学布法罗分校(the University at Buffalo)正在研发一款基于氧化镓的晶体管,能够承受8000V以上的电压,而且只有一张纸那么薄,将用于制造更小、更高效的电子系统,用在电动 汽车 、机车和飞机上,用于控制和转换电子,同时帮助延长此类交通工具的续航里程。

除了美国之外,从全球范围来看,日本作为全球首个研究氧化镓材料的国家,同样具备竞争优势。METI认为,日本公司将能够在本世纪20年代末开始为数据中心、家用电器和 汽车 供应基于氧化镓的半导体。一旦氧化镓取代目前广泛使用的硅材料,每年将减少1440万吨二氧化碳的排放。

“事实上,日本在氧化镓相关技术方面远远领先于包括韩国在内的竞争对手,”该行业的一位专家向媒体表示,“一旦氧化镓成功商业化,将适用于许多领域,因为它可以比其他材料更大幅度地降低半导体制造成本。”

而在中国,尽管起步较晚,但对于氧化镓的研究也同样不断推进状态中。据国内媒体报道,在去年举行的全国 科技 活动周上,北京镓族 科技 公司公开展示了其研发的氧化镓晶胚、外延片以及基日盲紫外线探测阵列器件。

此外,中国电科46所采用导模法成功已制备出高质量的4英寸氧化镓单晶,其宽度接近100mm,总长度达到250mm,可加工出4英寸晶圆、3英寸晶圆和2英寸晶圆。经测试,晶体具有很好的结晶质量,将为国内相关器件的研制提供有力支撑。

据路透社报道,韩国政府近日表示,其目标是到2030年,实现半导体制造产业链中50%的原材料、部件和设备可以在本土采购,目前这一比例只有30%。

这是韩国尹锡悦政府芯片产业强化战略的一部分。拥有全球最大存储芯片制造商三星和SK海力士的韩国,正寻求加强供应链的资源保障和稳定性,以打造成为该领域的“超级大国”。

韩国工业部称,将扩大对芯片产业的税收激励和支持措施。韩国芯片产业计划到2026年总计投资340万亿韩元。

其中,韩国政府和私营部门将投资3000亿韩元用于小企业创新和芯片设计公司的兼并和收购,这项投资将于明年开始。韩国还将在2024年-2030年花费9500亿韩元用于开发电力和车用芯片的可行性研究,到2029年前花费1.25万亿韩元开发人工智能芯片。

此外,韩国政府将研究在作为扩大芯片生产中心的地区——包括平泽和龙仁,为电力和水供应等生产基础设施提供更多资金。韩国政府还将考虑扩大对大公司的基础设施投资予以税收减免。

根据该计划,韩国政府和私营部门将共同努力,在10年内培训至少15万芯片行业人才,以增强劳动力储备。

2019年6月底,日本突然宣布对韩国暂停3种半导体核心原材料的供应,此举对于经济处于衰退边缘的韩国来说,无疑是一记重大的打击。

虽然如今日本在半导体行业的市场份额已经被美韩两国瓜分得所剩无几,但是在韩国进口的半导体材料中,32%来自日本。日本宣布停止供应的3种核心原材料——氟聚酰亚胺、光致抗蚀剂和高纯度氟化氢,韩国对其依赖程度分别达到93.7%、91.9%和43.9%。

即便日本之后恢复了对韩国部分半导体原材料出口,但是这一事件却让韩国半导体行业深刻意识到,对国外的依赖太严重了。随随便便的一次断供,就能扼住韩国半导体行业、甚至是整个韩国经济的咽喉。韩国工业部长宋允模也表示,尽管日本已经放松了对光刻胶的出口限制,但这并不是根本的解决方案。

与日本相比,韩国半导体技术的基础本就非常薄弱,而在三星致力于争夺半导体市场之际,日本却默默将两国的技术差距进一步扩大,这才有了日本轻易扼住韩国半导体"咽喉"的局面。对日本来说,这是本国半导体受到了韩国全面威胁后必要的战争,对韩国来讲,这是背靠大树“摸着日本过河”后必然的战争,这样的战争今后也有重燃的危险。

根据韩国产业通商资源部20日数据,今年上半年韩国进口材料·关键零部件·技术装备为1300.67亿美元,其中从日本进口200.72亿美元,占比15.4%,创下开始相关统计的2012年以来最低水平。

与10年前同期的24.2%相比,韩国对日依存度下降8.8个百分点。日本2019年7月限制对韩出口高纯度氟化氢、氟聚酰亚胺、光致抗蚀剂3种关键半导体材料,一个月后将韩国踢出日本的贸易优待白名单。此后韩国在材料·零件·装备方面的对日依存度不断下降。在从2019年上半年的16.9%小幅提高到2020年下半年的17.4%后,去年上半年大跌至15.9%,同年下半年再降至15.8%。

世界前两大芯片制造集群位于韩国的首尔以南和中国台湾西海岸。每一个都是数十年来通过政府、工业界和学术界之间谨慎、持续的合作建立起来的。这种高瞻远瞩、多方利益相关者的产业政策解释了各自集群的产业主导地位。

韩国还面临着强有力的竞争者,中国凭借大力投放的资源和摆脱外国依赖的决心,想要发展其半导体产业。中国半导体产业的崛起可能会影响韩国的技术领先地位。

“就中国而言,他们在半导体领域进行了大量投资,并且在许多方面已经领先于韩国,”电子工程教授 Cho 说。有分析指出,中国的半导体产业在全 社会 的一致努力下,将快速发展,巨大的国内市场也为其提供了机会。

此外,美国、欧盟和日本也渴望通过在该领域投入数百亿美元来重新获得自己的芯片制造基地。

面对人口减少和地缘政治不确定性,韩国经济要继续增长和繁荣,全力培育其芯片产业势在必行。

2021年5月,韩国宣布了一项高达4500亿美元的芯片投资计划,被称为“K-Semiconductor Belt 战略”,旨在将国家芯片产业提升到一个新的水平。当然,行业参与者已经宣布了大部分资本支出。

时任总统文在寅当时表示,韩国“将巩固其作为世界顶级存储半导体生产国的地位,并在逻辑半导体领域也处于全球领先地位,从而实现成为韩国综合半导体强国的目标。”

这种巨额支出将不得不继续下去。韩国未来的三个战略产业(逻辑半导体、现代 汽车 和生物制药)中,半导体产业将吸收该国的大部分投资资本和人才。

韩国发展半导体产业遇到的最大的障碍可能是韩国的监管机构。地方和国家层面的官僚作风、日益严格的环境监管、当地居民的抵制和房地产机会主义都让在韩国开展业务变得困难。

例如,三星宣布在平泽新建芯片制造厂后,该公司花了近五年时间才开始建设。

与行业内的竞争国家相比,宣布和建设之间的时间差距可能只有几个月。

很难说韩国能在芯片行业的顶峰地位保持多久。但随着国家经济的繁荣和声望,它将以前所未有的方式竞争。


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